基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别

针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集;通过重采样方法统一GPR数据采样频率,并对预处理后的GPR数据进行时频域特征提取,建立了包含18个时域和12个频域特征的数据集。以时频域特征为输入,是否存在脱空病害为输出,采用XGBoost算法构建脱空识别模型,并与随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)算法进行对比。结果表明,模型的识别准确率排序为XGBoost(98.10%)>ANN(95.10%)>RF(93.17%),XGBoost模型识别精度最高,并能在实际路面上准确定位脱空区域。

高陡边坡危岩体运动学参数与防治措施研究

进行危岩体崩塌灾害防治时,对危岩体进行精准辨识并有效还原危岩体滚落时的真实情况是重难点。以昆明市山邑村危岩体为例,采用现场调查、无人机三维倾斜摄影测量技术及三维激光扫描技术,对高陡边坡危岩体进行数据提取,采用RAMMS ROCKFALL软件模拟危岩体滚落时的运动情况,获取危岩体滚落过程中的运动路径及运动学参数。研究结果表明,通过现场调查、无人机三维倾斜摄影测量技术及三维激光扫描技术等先进手段相结合的方法,可对危岩体进行较准确、全面的辨识与分析;可利用RAMMS ROCKFALL软件进行模拟分析,以较真实地反映危岩体滚落时的运动情况,获取落石运动路径、速度、对下方建筑物的冲击等运动学参数,可为防治工程构件布置和设计计算提供参考。

聚氨酯泡沫注浆修复材料泡孔结构特征及抗压性能研究进展

聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势,在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一,而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。近年来,国内外专家学者对PUF注浆修复材料的微观结构特性和抗压性能进行了大量研究,但尚未见到系统性总结。本文介绍了PUF注浆修复材料的定义及反应过程,综述了其微观泡孔结构特性、压缩应力-应变关系和本构模型,从宏微观角度讨论了其变形和破坏机理,总结了密度、试件尺寸、应变率和特殊环境工况对压缩性能的影响机理及规律,最后展望了PUF注浆修复材料未来的研究方向。

水性环氧树脂-聚丙烯纤维改性水泥基快速修补砂浆性能研究

为改善机场道面修补砂浆脆性大和粘结性能差等问题,本文利用水性环氧树脂(WER)、聚丙烯(PP)纤维和硫铝酸盐水泥(SAC)制备出一种快速修补砂浆,并对其工作性能、力学性能、阻尼性能和耐硫酸盐腐蚀性能进行研究。结果表明,PP纤维和WER可显著提高快速修补砂浆韧性和粘结性能,使得快速修补砂浆2 h抗压、抗折强度和粘结强度分别达到22.3,5.1和3.7MPa,满足民用机场规范要求,同时可改善快速修补砂浆的阻尼性能和抗硫酸盐侵蚀性能。

案例讨论与PBL教学法在医学影像学教学中联合应用的效果

探讨医学影像学教学期间案例讨论联合PBL教学法的效果。方法 选取2021年8月至2023年8月医学影像专业的学生50名作为研究对象,随机分为观察组(案例讨论+PBL教学法)和对照组(传统教学法)各25名,对比教学效果。结果 观察组批判性思维评分、教学满意度评分、考核成绩均高于对照组(P<0.05)。结论 案例讨论与PBL教学法联合应用于医学影像学教学中可以有效提升学生的考核成绩、批判性思维能力,同时增加学生对于教学的满意度。

基于改进YOLOv5的路面病害检测模型

为进一步提高路面病害检测精度,文章在YOLOv5的基础上,提出针对路面病害特征改进的检测模型Pavement Damage-YOLO(PD-YOLO)。PD-YOLO在网络结构中引入Space-to-depth层,以适应低分辨率和路面病害目标小的检测任务。此外,模型在池化层利用SPPFCSPC,在特征提取时获取不同的感受野,有效解决路面病害检测图像中目标大小差异较大的情况;在特征融合层引入ASFF模块使模型自适应学习不同特征间的联系,加强模型对病害目标区域的关注度。在对多组测试数据集测试中,与YOLOv5相比,PD-YOLO模型同时提高了检测结果的准确率、召回率、F1值以及mAP@0.5值,证明了PD-YOLO有着更强的特征提取能力和特征融合能力,在路面病害的检测上有更优越的表现。

基于双模量理论的连续配筋混凝土复合式路面沥青层表损伤分析及Top-Down开裂控制

基于连续介质损伤力学和双模量理论,建立单一模量和双模量2种疲劳损伤本构,采用数值模拟的方法,对2种疲劳损伤本构模型进行了简单分析对比,并采用双模量损伤本构分析沥青层(AC)厚度、模量、拉压模量比以及AC层与连续配筋水泥混凝土层(CRC)摩擦系数4个因素对沥青层表面损伤的影响,在单因素分析的基础上通过响应面法对CRC+AC复合式路面抗Top-Down开裂性能进行优化设计。研究表明:AC层在单模量下的最大压应力比双模量下大0.1MPa,但AC层在单模量下几乎未产生拉应力,而双模量下的最大拉应力为0.08MPa;单因素分析得到AC层厚度、模量、拉压模量比、层间摩擦系数推荐最大取值分别为8cm、1700MPa、0.8、7;3个参数中,对AC层表面疲劳损伤度综合影响从大到小的组合为:AC层厚度和拉压模量比,AC层拉模量和拉压模量比,AC层厚度和拉模量;针对不同拉模量的AC层材料提出了不同AC层厚度下的拉压模量比控制标准。

极端强降雨诱发临汾黄土地区公路灾害分布特征和影响因素分析

由于近年来极端天气影响,黄土地区传统路基工程设计理念和防护结构已经不起极端天气的检验。以“2021年10月山西省极端暴雨天气”诱发黄土地区公路地质灾害为例,对临汾地区G209线(南北向)和G341线(东西向)走廊带沿线地质灾害类型进行统计,重点分析了极端天气下地质灾害的空间分布特征和致灾机理,探析了极端天气、地形地貌及地层结构等因素对黄土地区公路走廊带地质灾害的影响。通过分析可知:黄土沟壑区灾害多样,黄土残塬及梁峁区灾害种类单一,主要以路基塌陷为主;受降水量不同影响,南北向G209线较东西向G341线沿线灾害更为发育,灾害密度分别为0.6、0.4处/km;灾害发育密度显现出从沟壑坡脚—黄土梁峁—黄土残塬依次减少的空间分布特征,G209线崩塌灾害多发,G341线路基塌陷发育,并且灾害规模大,危害严重,治理难度大;极端强降雨为本次地质灾害的致灾因子。此外,针对临汾黄土地区灾害发育特征和影响因素,提出了今后公路建设和地质灾害防治建议。

基于三级养护标准的沥青路面预养护方案多目标加权灰靶决策

针对沥青路面最佳预防性养护策略选择问题,结合关于沥青路面预防性养护指标及规范标准,建立了基于判断性指标、综合性指标和控制性指标的三级预防性养护判断标准。在此标准下,以多年度项目级养护规划为研究对象,结合GM(1,1)预测模型确定预防性养护时段,并引入多目标智能加权灰靶决策模型对适用性预防性养护方案进行优化决策。在此过程中,确定了养护费用、耐久性等8个养护目标并利用博弈论组合赋权法确定权重,选取G30连霍高速甘肃省境内某路段进行决策分析。结果表明:该路段最早需要开展预防性养护的时间为第3年,在第6年底之后不宜再实施预防性养护,在该预防性养护时段内,方案4的综合效益值最大,其值为0.735 8,即应在第4年采取超薄层罩面预养护措施。该方法简单实用,可成为沥青路面预防性养护策略选择的一种新方法。

基于三维随机集料的钢渣沥青混合料微波加热和冷却过程温度模拟

为研究钢渣透水沥青混合料在微波加热和冷却过程中的温度分布以及不同材料之间的传热机理,采用钢渣集料部分替换玄武岩粗集料(4.75~9.50 mm、9.50~13.20 mm),基于三维随机集料构建沥青混合料试件的细观模型,分别模拟了普通玄武岩集料试件(PAC-B)、普通钢渣粗集料试件(PAC-US)及改性钢渣粗集料试件(PAC-MS)3种沥青混合料在连续微波加热和冷却过程的温度分布,并将数值模拟结果与室内试验相互验证。结果表明:无论是加热过程还是冷却过程,沥青砂浆的表面温度分布区域与集料表面温度分布区域均一致,且集料表面的最高温度要大于沥青砂浆的表面最高温度,说明集料吸波能力强于沥青砂浆。在冷却过程中,集料向沥青砂浆传导热量,二者之间温差不断减小。对于同一种试件,集料(2.36~4.75 mm、4.75~9.50 mm、9.50~13.20 mm)粒径在4.75~9.50 mm范围内的体积平均温度最高。加热和冷却过程中,2种钢渣集料试件PAC-US、PAC-MS温度均高于PAC-B。将非均质数值模拟结果与室内试验结果对比,二者吻合度较好,用非均质模型模拟微波加热与冷却过程温度具有可行性。

公路沥青路面水损坏分析与处治研究

水损坏是我国高速公路沥青路面损坏的主要原因之一,但在实际工程中,对于水损坏原因的判断并没有成熟的方法,相应病害的治理措施也没有针对性的方法和流程。因此,以某高速公路北京段病害处理专项工程为实例,探讨了水损坏原因的判断方法以及处治措施,提出了应通过病害破损调查,同时结合钻芯取样与室内试验等方法,对病害原因进行分析;明确了滞水的位置与状态,并采用开挖盲沟加排水管排除沥青路面结构层间滞水的方法,对水损坏进行了处治。研究结果表明,该方法可以有效汇集并排除沥青路面层间滞水,彻底解决路面水损坏问题,可为沥青路面水损坏维修设计提供一定的参考。

有效降雨量在辽宁省内公路水毁风险评价中的应用

文章利用2017—2021年辽宁省降水诱发的高速公路、干线公路损毁记录数据,分析损毁事故发生的时间、空间特征,计算事故发生前有效雨量,并建立公路水毁概率拟合模型。结果表明:降水诱发的辽宁省公路损毁事件一般出现在5—10月,其中7—8月为高发期。公路水毁的发生时间呈现出从西北向东南逐渐延后的规律,事故数量与降水量有较高相关性。辽宁东部、西部为高发区域,丹东、朝阳、葫芦岛、本溪为省内高发地区。对比多种方法,公路水毁概率的拟合效果符合高斯分布概率密度函数。辽宁东部、南部致灾临界雨量值大于中部、北部,相同有效雨量条件下,平原地区发生公路水毁的风险高于山地丘陵地区。对2022年辽宁一次洪涝过程中公路水毁情况进行检验,综合评价结果具有较强的防汛指导作用。

基于道路监控的高速公路作业区碰撞风险预警

为了更及时地掌握高速公路作业区车辆碰撞风险态势,提出基于闭路电视监控的作业区碰撞风险预警方法.采用计算机视觉技术进行车辆检测、坐标转换和车辆3D形态估计,获取作业区交通流和车辆信息.以改进事故时间指数(ITA)为上游过渡段的碰撞风险量化指标,依据警告区起点的交通流特征,实现上游过渡段的碰撞风险预测.通过集成一维卷积神经网络(1D CNN)、长短期记忆网络(LSTM)和注意力机制,构建基于1D CNN+LSTM+Attention (CLA)框架的碰撞风险预测模型.结果表明:所提数据采集方法满足碰撞风险预测的需求.相较其他冲突指标,ITA在风险量化中具有更适宜的敏感度.相较LSTM和1D CNN+LSTM,基于CLA的预警模型准确度更高,其拟合优度确定系数和均方根误差分别为0.805和0.359.所提方法能够提前90 s为作业区提供碰撞风险预警.

微表处用水性树脂基改性乳化沥青流变性能

机场道面微表处技术养护品质依赖于其胶结材料性能,为明确水性树脂聚合物掺量对微表处用改性乳化沥青流变特性的影响,制备了微表处用WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青,借助动态剪切流变试验、线性振幅扫描试验和弯曲梁流变试验,探明了不同水性树脂聚合物掺量下改性乳化沥青高温抗变形能力、中温疲劳性能与低温蠕变特性,对比分析了WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青的流变性能,并与现有研究中改性乳化沥青的抗变形、抗开裂能力进行了对比评价。结果表明:掺加树脂聚合物后乳化沥青材料的高温抗变形能力、中温疲劳寿命以及低温柔韧性得到有效提升,提升幅度随水性树脂聚合物掺量增加而提高;WER/WPU/EVA-15改性乳化沥青高温抗变形性能略优于WER/WPU-15改性乳化沥青,但其疲劳特性与低温抗裂性较WER/WPU-15改性乳化沥青略低。文中所研制的树脂基改性乳化沥青具有显著的先进性。

泸定6.8级地震公路抢通保通方案

2022年9月5日,四川泸定发生6.8级地震,公路沿线诱发了大量的地质灾害,造成多处公路损坏或断道,极大地影响了抗震救灾工作。快速摸清震区公路网的受损情况和抢通保通难度,对震后救援至关重要。为此,对震区公路受损情况进行调查,会同地方交通部门完成公路的抢通保通任务。调查发现了507处受损点,公路灾害以崩塌滑坡为主,占总灾害的90%以上。公路灾害具有数量多、规模小、连片分布的特点,公路震害与地震烈度正相关,与断层距离、河流距离负相关。在不利因子组合下,公路震害程度明显加剧,局部位置的公路受损率可达到92.5%。在抢通保通阶段,利用龙头石及大岗山电站的库区水运资源,快速建立5处码头,建立起通往震中的生命通道,让应急队伍快速进入灾区,让伤员第一时间运送出来;灾后交通网的重建充分利用水运资源,不追求道路等级与路线指标,公路重建以提高公路的抗灾能力及韧性为目标。

降雨作用下抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的稳定分析

针对抗滑桩与三维土工网垫植草护坡在降雨作用下的稳定性问题,采用有限元强度折减法,利用ABAQUS建立抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的三维有限元模型,以坡底水平位移突变情况作为边坡失稳的判断标准,分别比较了不同工况下护坡安全系数随降雨时长的变化规律,以及降雨作用下抗滑桩桩位、桩长对抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的稳定性影响,并与未考虑降雨时的影响规律进行对比。结果表明:降雨时长对三维土工网垫植草工况的边坡稳定性影响较为明显;抗滑桩桩长对边坡稳定性影响较大,桩长宜取8 m;无降雨作用下将桩位置于坡中时边坡整体获得最大安全系数,降雨作用下将抗滑桩置于相对位置(L 0.4=4.8 m)时能够起到更好的抗滑效果;抗滑桩与三维土工网垫植草在降雨作用时加固护坡的效果比无降雨时更好,且优于原边坡。

面向多类路面病害的智能集成检测方法

为提升路面病害检测效率,弥补当前病害排查手段低效费时的弊端,本文以深度学习技术为支撑,结合图像分类与目标检测技术,提出一种面向多类型路面病害的集成性智能检测方法。该方法将路面种类分类、路面病害判别和路面病害检测3个功能模块进行有效集成。首先,调整VGG-16算法,并加入SE注意力机制;其次,优化YOLOv7检测网络,添加小目标检测层的同时融入CBAM前馈卷积注意模块。结果表明,调整后的VGG-16网络在路面种类分类、路面病害判别任务上准确率均在98%以上,优化后的YOLOv7使沥青、混凝土、砌块路面检测平均精度分别提高了3.00%,1.80%,3.90%。经实地测试,3个模块平均准确率分别为99.72%,98.28%,91.52%,整体方法综合准确率为89.69%。研究结果为路面病害快速筛查,实现整体评估提供有效参考。

基于改进SHRP融冰试验的氯盐融雪剂性能研究

氯盐融雪剂因其融冰除雪性能优异、价格低廉、易于获取而得到广泛应用。为探究氯盐融雪剂的温度适用性不同、标准不统一、撒布方式粗略等问题,该文通过改进的SHRP融冰试验,分析了温度、固液态及撒布方式对NaCl、CaCl_(2)、MgCl_(2) 3种常用氯盐融雪剂除冰性能的影响。试验结果表明:氯盐融雪剂的除冰性能对温度具有显著的敏感性;MgCl_(2)、CaCl_(2)两种融雪剂在融化过程中存在“放热”效应;同种氯盐融雪剂在固态下的融冰效率高于液态下的;同种氯盐融雪剂在不同撒布方式下融冰效率不同,其中,在线性撒布下除冰能力最强。根据试验结果,建议使用固态线性撒布的方式,并根据环境温度选择适宜的融雪剂。

基于改进YOLOv5s的路面病害检测

针对路面病害检测中因病害形态多样、尺度差异大、背景灰度值相似而导致检测精度较低的问题,提出一种改进的轻量化路面病害检测模型PD-YOLOv5s(pavement disease-YOLOv5s).首先,模型嵌入三维无参数注意力机制SimAM,在不额外增加模型参数的同时有效增强模型在复杂环境下的特征提取能力;其次,引入残差块Res2NetBlock增加模型感受野,增强模型在更细粒度层次上的特征融合能力.最后,构建SPD-GSConv模块完成下采样,从而有效捕捉不同尺度的目标特征,将提取的特征融入模型完成路面病害分类检测.在真实路面病害数据集上实验结果表明:相较于原YOLOv5s,PD-YOLOv5s模型平均精度值(mAP)提升4.7%,参数量降低至6.78M,检测速度达到53.97 f/s.PD-YOLOv5s在降低网络计算成本的同时具有优越的检测性能,对路面病害检测具有工程应用价值.

在役连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷能力评价新方法

通过建立带横向裂缝的连接配筋混凝路面(CRCP)结构仿真模型,计算CRC板在不同挠度传荷系数(L_(TE))下的最大应力,对比CRC板最大应力的有限元解和基于实测L_(TE)的应力计算值,从理论上分析以挠度传荷系数作为CRCP横向裂缝评价指标的适用性,并提出用于在役CRCP横向裂缝传荷能力的计算与评价新方法。研究结果表明:采用常用的挠度传荷系数(L_(TE))评价CRCP横向裂缝传荷能力不科学且结果偏保守;基于CRCP横向裂缝处板底水平应力动力响应分析,引入应力折减系数(S_(RC))来表征横向裂缝的传荷能力,以解决用L_(TE)来评价CRCP横向裂缝传荷能力结果偏保守的问题,并提出以S_(RC)为25%作为传荷能力强的临界值。CRCP板底最大水平应力随板厚增加不断减少,板厚变化对S_(RC)影响显著,对横向裂缝传荷能力评价时需考虑板厚的影响;通过非线性回归建立考虑CRCP板厚的L_(TE)与S_(RC)换算公式,实现基于实测挠度采用S_(RC)评价不同板厚下CRCP横向裂缝传荷能力的目的;运用提出的评价新方法评价CRCP实体工程横向裂缝传荷能力,评价结果基本符合实体工程的实际服役能力,解决了原有评价方法结果过于保守的问题,可为CRCP养护决策提供依据,实现对CRCP横向裂缝的精准控制。